[发明专利]一种修饰钯电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电化学分析技术，具体属于一种修饰钯电极的制备方法。

背景技术

甲烷的电化学检测是通过甲烷在转化过程存在的荷电催化中心和荷电粒子或者电极材料表面的吸附来进行的。电化学方法检测甲烷，常用到贵金属电极，而电化学氧化甲烷一直存在阳极电势过高、要求较高温度、实验条件苛刻等问题。

2001年Electrochimica Acta 46卷3532页报道在常温下，较低的电势窗下，用贵金属电极铂电极、金电极、钯电极和铑电极等研究甲烷的电化学氧化，发现阳极电氧化甲烷需要的时间至少是一个小时，才能检测到产物，用多晶钯电极需要的时间在1小时以上，镀钯的玻碳电极需要的时间则是3个小时。

电化学修饰电极能有效提高某些物质的响应电流并且催化其氧化还原，从而提高检测灵敏度。修饰钯电极具有较高的电化学活性，用于检测甲烷灵敏度高，响应速度快。

发明内容

本发明的目的在于提供一种修饰钯电极的制备方法，所制得的修饰钯电极具有较高的电化学活性，对甲烷有快速的响应，可用于甲烷检测。

本发明提供的一种修饰钯电极的制备方法，依次包括如下步骤：

(1)将钯电极表面抛光成镜面，然后超声清洗，并用高纯氮气吹干备用；

(2)将步骤(1)处理好的钯电极在氯化钯盐酸水溶液中浸泡20-50min，取出，用二次蒸馏水冲洗，高纯氮气吹干，备用；

(3)将步骤(2)处理好的钯电极置于支持电解液中，在0～1.5V电压范围内，以100mVs^-1的速度循环伏安扫描直至稳定，然后用二次蒸馏水冲洗干净，高纯氮气吹干，制得修饰钯电极。

所述的将钯电极表面抛光成镜面，是先将钯电极用金相纸抛光，再用Al₂O₃粉末悬浮液在抛光布上抛光，具体是依次用粒度为1.0μm、0.3μm、0.05μm的Al₂O₃粉末悬浮液在抛光布上抛光成镜面。

所述的氯化钯盐酸水溶液中氯化钯浓度为1-3mmol/L、盐酸浓度为0.5-3mol/L，优选为：氯化钯浓度为1-2mmol/L、盐酸浓度为2-3mol/L。

所述的电极在氯化钯盐酸水溶液中浸泡时间为30-50min。

所述支持电解液是高氯酸，其浓度为0.5mol/L。

所述修饰钯电极的制备过程都在室温下进行。

与现有技术相比，本发明的优点和效果：

1.修饰钯电极比表面积增大，电化学活性明显提高，可用于甲烷检测。

2.修饰钯电极对甲烷有快速的响应。裸钯电极在检测甲烷时通甲烷于高氯酸中三个小时后，才能用红外光谱技术检测到吸附到电极表面的甲烷被氧化的唯一产物二氧化碳，而修饰的钯电极在通甲烷两分钟后，峰电流就明显增大，峰电位负移，说明甲烷已经在电极表面发生了氧化还原反应。

3.制作简便、快速、易操作、实验条件温和，在室温下将钯电极表面处理后，浸泡在氯化钯盐酸溶液中，然后在高氯酸支持电解液中进行循环伏安扫描至稳定，二次蒸馏水冲洗即制得修饰钯电极；其次，所用贵金属盐为市售，原料易得；浸泡电极的溶液可以重复使用，较为经济。

附图说明：

图1为裸钯电极与修饰钯电极循环伏安图的比较图。图中a为裸电极的循环伏安图，b为修饰钯电极的循环伏安图。

图2为通甲烷前、后裸钯电极的循环伏安图。图中a为通甲烷前的循环伏安图，b为通甲烷三个小时后的循环伏安图。

图3为通甲烷前、后修饰钯电极的循环伏安图。图中a为通甲烷前的循环伏安图，b为通甲烷2min的循环伏安图，c为通甲烷10min的循环伏安图。

图4修饰钯电极对不同浓度的甲烷响应的差分脉冲图。

图5甲烷浓度与氧化峰电流的校正曲线图。

具体实施方式

实施例1：先将钯电极用金相纸抛光，再用Al₂O₃粉末悬浮液在抛光布上抛光，超声清洗，高纯氮气吹干；然后浸泡在氯化钯盐酸水溶液中(氯化钯浓度为2mmol/L、盐酸浓度为2mol/L)，浸泡时间为40min，取出，二次蒸馏水冲洗，高纯氮气吹干；将浸泡过的钯电极置于高氯酸中(CHI660C电化学工作站，铂丝电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极)在0～1.5V电压范围内(vs.SCE)，以100mVs^-1的速度循环伏安扫描至稳定，然后用二次蒸馏水冲洗，高纯氮气吹干，即制得修饰钯电极。上述实验均在室温下完成。